汪浩基于CAM安全插板的模具设计- Microsoft Word 文档

1、毕业设计（论文）题 目： 基于CAM安全插板的模具设计 院 (系)： 机电工程系 专 业： 数控技术 姓 名： 汪浩 学 号： 58010320090140 指导教师： 金 江 二一一年十二月九日毕业设计（论文）任务书 学生姓名汪浩学号专 业数控技术院（系）机电工程系毕业设计（论文）题目基于CAM安全插板的模具设计任务与要求1. 完成字数不少于5000字的毕业论文一篇2. 完成产品的二维设计图3. 完成合理毛坯的选择 4. 完成合理刀具的选择5. 完成加工余量的确定6. 完成高速切削刀具加工产品的数控加工工艺路线7. 完成答辩PPT一份要求:1. 字数足够，逻辑层次清晰，格式排版正确2. 分析

2、合理，公式运用正确3. 图表清晰，全部自己绘制完成，不能复制或粘贴4. 论文是在自己参考其他文献的基础上自主完成。5. 参考文献不少于8篇（尽量有一篇外文参考文献）完成时间段2010年11月8日 至2011年1月15日 共 10周指导教师单位重庆科创职业学院职称讲师院（系）审核意见毕业设计(论文)进度计划表日 期工 作 内 容执 行 情 况指导教师签 字201011.82010.1115选题2010.11.15-2010.1122下达任务书201011.222010.12.14毕业设计初稿2010.12.14201012.28毕业设计二稿2010.12.282011.1.15准备答辩20113

3、.52011.3.6进行答辩教师对进度计划实施情况总评 签名 年 月 日 本表作评定学生平时成绩的依据之一毕业设计(论文)中期检查记录表学生填写毕业设计(论文)题目: 四方凸台零件数控铣削编程与加工学生姓名: 学号：专业： 数控技术指导教师姓名: 金江职称: 讲师检查教师填写毕业设计(论文)题目工作量饱满一般不够毕业设计(论文)题目难度大适中不够毕业设计(论文)题目涉及知识点丰富比较丰富较少毕业设计(论文)题目价值很有价值一般价值不大学生是否按计划进度独立完成工作任务学生毕业设计(论文)工作进度填写情况指导次数学生工作态度认真一般较差其他检查内容：存在问题及采取措施:检查教师签字: 年 月 日

4、院（系）意见(加盖公章): 年 月 日ENGLISH【Abstract】This thesis mainly introduce the design Injection mold. The process of the design is that firstly saving the STEP file of the part.Then use the Pro/ENGINEER4.0 to finish the design of mold. The finished mold contains two cavities. If the mold passes all checks, th

5、en use the AutoCAD to finish the drawings of non-standard parts and the assembly drawing about the injection mold. At last write out the essay.【Key words】Injection mold, Pro/ENGINEER4.0, EMX4.1, AutoCAD2009目录前言11塑件工艺特性21.1塑件所使用的材料的种类及工艺特性的分析21.2塑件的成型特点分析21.3塑件结构分析22基于CAM塑件的体积与质量的计算33注塑机的确定44注射模设计54.

6、1型腔的确定54.2分型面的选择54.3浇注系统54.4成型零件的设计64.5合模导向机构设计74.6推出机构的设计75模具闭合高度的确定96注塑机参数校核96.1最大注塑量校核96.2注射压力的效核106.3开模行程与模厚的效核106.4模具与注塑机安装部分相关尺寸校核107模具总装图如下11结 论12致 谢13参考文献14第一章 前言模具是工业生产的主要工艺装备，在消费品、电器电子、汽车、飞机制造等工业部门有举足轻重的地位。在国民经济中占有重要的地位，模具技术也已成为衡量一个国家产品制造水平的重要。工业产品零件精加工的75%、精加工的50%及塑料零件的90%将由模具完成。我国模具行业近年来

7、年均增长速度为21%。今后一段时期，对模具的需求主要集中在四个行业：汽车行业、家用电器行业、电子及通讯行业和建材行业。模具是“效益放大器”，用模具生产的最终产品的价值要比模具自身的价值高几十倍。如汽车行业，目前我国汽车产量超过400万辆，基本车型达到170种，新车型和改装车型将达430种，汽车换型时约有80%的模具需要更换，一个型号的汽车所需模具达数千副，价值上亿元；家用电器行业中彩电、电冰箱、洗衣机、空调器、微波炉、录像机、摄像机、VCD、DVD等需用模具量大。同时，模具行业日益受到国家和人们的关注和重视，国务院颁布的关于当前产业政策的决定也把模具工业列为机械制造工业改造序列的第一位。模具技

8、术的进步极大地促进了工业产品的生产发展，模具是“效益放大器”，用模具生产最终产品的价值将超过自身价格的几十倍乃至百倍及上千倍。优惠政策为模具行业提供了良好的发展环境。在国家产业政策和有关配套政策导向之下，近年来已有不少地方相继出台了一些支持当地模具工业发展的优惠政策，有的见诸于文件，有的见诸于行动，都已收到很好的效果。同时，模具工业的快速发展也促进了当地经济的繁荣。随着各地之间交流活动的日益频繁，相信对模具工业发展有利的政策，及因此而带来的良好的发展环境将有进一步发展。 有利因素：（1）模具行业内部体制改革和机制转换加速，产业结构渐趋合理，并且加强了管理，提高了水平。（2）规模经济产生效益，模

9、具集群生产发展迅速。 （3）能力不断提高。长期以来模具一直处于“后方”和“被动”的地位，因此也很少有 “品牌”和“专利”。随着市场经济的发展，近年来企业越来越重视“品牌”和“专利”。有些企业已认识到了创新研发的重要性，投入力度提高很快。据中国模具工业协会了解到的情况，近年不少企业在创新研发方面的投入与销售收入的比例达到5%左右，个别企业甚至达到8%至10%。 （4）模具技术含量不断提高，属于高新技术产品的模具越来越多。 （5）国际模具资本向我国转移的趋势十分明显，模具出口前景很好。 不利因素：（1）虽然我国模具行业已经驶入发展快车道，但由于在精度、寿命、制造周期及能力等方面，与国际水平和工业先

10、进国家相比尚有较大差距，所以还不能满足我国制造业发展的需求。特别是在精密、大型、复杂、长寿命模具方面，仍旧供不应求。因此，每年尚需大量进口。 （2）对外资的依存逐年增大。 （3）人才紧缺日益突出。 （4）市场竞争加剧。 （5）虽然近几年模具出口增幅每年大于进口增幅，但所增加的绝对量仍是进口大于出口，致使模具外贸逆差一年比一年大。CAD即计算机辅助设计的英文简称(Computer Aided Design)。注塑模CAD系统中数据可分为组合数据和基本数据，可将组合数据逐层分解至基本数据为止。根据这种分解模式，可以对总体、部件、详细数据这三类数据分别进行处理。1.总体数据 它是一种模型数据，可以表

11、达为如下格式：文件名：总装图；组成：各部件数据名+定位关系数据；组织：依次记录各部件名，定位数据。2.部件数据 它可定义为一种图形/模型数据，以标准模架为例说明其表达格式： 文件名：部件名；组成：基准件名+各组成零件名+定位关系+尺寸关系+零件图形关联性； 组织：依次记录个零件名、定位关系、主特征尺寸。3.零件数据 它可定义为一种图形文本数据，为注塑模系统的基本单元数据，该数据类型可表达为如下格式：文件名：零件名； 组 成：图形信息+尺寸信息+文本信息；组 织：依次按图形记录图形节点信息、尺寸标注及文本信息。pro/ENGINEER4.0是美国PTC公司（Parametric Technolo

12、gy Corporation参数技术公司）开发的大型CAD/CAM/CAE集成软件，是全方位的产品开发软件。该软件集产品设计、装配、加工、钣金设计等功能于一体，其模块众多、内容丰富、功能强大，已广泛应用于电子、航天、汽车、家电和玩具等行业。在模具设计过程中，主要应用Pro/ENGINEER4.0进行了模仁结构设计，包括分形面、浇注系统等的设计。PTC用于Pro/ENGINEER的新模架EMX(Expert Moldbase Extension)，是一个基于知识库的模架装配和细化工具，它增强了现有Pro/ENGINEER模具工具的功能。专门为模具设计人员开发的这套工具，提供了快速创建和修改完整模

13、具零部件的功能，能简化模具设计过程，提高生产效率。AutoCAD是最常用的工程制图软件。由Pro/ENGINEER产生的工程图纸不规范，所以后期需要导入AutoCAD软件进行完善流程如图2-1所示。1塑件工艺特性1.1塑件所使用的材料的种类及工艺特性的分析聚碳酸酯（PC）是一种通用的性能优良的热塑性塑料，是一种性能优良的其冲击强度高，弹性模量较高，耐蠕变性能好，耐热性能高，稳定性好，脆性强度低，能抵制日光、雨淋和气温度化的影响。1.2塑件的成型特点分析吸水性小，但高温时对水分比较敏感，流动性差，熔融温度高，粘度大，流动性差，成型时需要较大的温度和压力，且其溶融粘度对温度比较敏感，所以一般用提高

14、温度的办法来增加熔融塑料的流动性。1.3.结构分析 从塑件外型看，总体为一个圆柱形，内有一深孔的零件，结构简单该塑命。该塑件是放在外面的，对表面美观有一定要求，设计时要注意对外边面的处理。件端部带有连接运动部分，两个连接运动部分分别在不同的型腔内成型，故在模具设计和制造上要有一定的定位措施和良好的加工工艺，以保证转动的顺畅和零件的使用寿2.成型工艺分析精度等级：采用一般精度5级。脱模斜度：该注塑零件壁厚约为2mm，塑件外表面40120。由于该塑件没有特殊狭窄细小部位，所用塑料为ABS，流动性较好，而且，主要部分有较好的弧度，可顺势脱模，所以塑件外表面没有放脱模斜度。2基于CAM塑件的体积与质量

15、的计算该产品材料为聚碳酸酯（PC），查资料得知其密度为1.20 g/cm3，收缩率为0.5%0.8%，如图：图2-1 根据塑件的形状计算其体积： V塑=3.140.523.5cm-3.140.423.5cm 0.99cm3，塑件质量: M塑= V塑=1.2g/cm30.99cm31.2g估算出浇注系统体积V浇=0.5cm3,可得浇注系统的质量为= =0.5 1.20 0.6g 故 =+=20.99+0.4=2.38g故 =2.381.22.9g3注塑机的确定根据原材料和塑料制件的各种参数，选定注射机的型号为：XS-Z-60，其由关参数如下:注塑机的最大注塑量：60cm3 ； 锁模力：500KN

16、注塑压力：122MPa ； 最小模厚：70mm最大模厚：200mm ； 模板行程：180mm喷嘴前端孔径：3mm ； 注塑机定位孔直径：60mm喷嘴球面半径：10mm ； 注塑机拉杆空间：190300/mmmm动、定模固定尺寸：3304404注射模设计4.1型腔的确定该塑料结构简单，采用的是一模二腔在塑件设计阶段，就应考虑成型时分型面的形状和位置，否则无法用模具成型。在模具设计阶段，应首先确定分型面的位置，然后才选择模具的结构。分型面的设计是否合理，对塑件质量、工艺操作难易程度和模具的设计制造都由很大影响。因此，分型面的选择是注塑模具设计中的一个关键因素。1.分型面的选择原则（1）有利于保证塑

17、件的外观质量；（2）分型面应选择在塑件的最大截面处；（3）尽可能使塑件留在动模一侧；（4）有利于保证塑件的尺寸精度；（5）尽可能满足塑件的使用要求；（6）尽量减少塑件在合模方向上的投影面积；（7）长型芯应置于开模方向；（8）有利于排气；（9）有利于简化模具结构。该塑件在进行塑件设计时已充分考虑了上述原则，同时从所提供的塑件图样可以看出该塑件两端的弯臂，弯臂上有孔和柱形部分，所以需要侧向抽芯分型4.2分型面的选择分型面是决定模具结构形式的重要因素，它的设计要综合地考虑各方面的因数。因为本塑件结构较简单，无需侧向抽芯，选择下图水平分型方式降低了模具的复杂程度，又便于成型后脱模，因此将塑件的分型面设

18、计如下图4-1图4-二、确定型腔数量及排列方式当分型面确定之后，就需要考虑是采用单型腔模还是多型腔模。一般来说，大中型塑件和精度要求高的小型塑件优先采用一模一腔的结构，但对于精度要求不高的小型塑件（没有配合精度要求），形状简单，又是大批量生产时，若采用多型腔模具可提供独特的优越条件，使生产效率大为提高。故由此初步拟定采用一模两腔，如图3-1所示。三、模具结构形式的确定该模具外观质量要求较高，从该塑件的外部特征可以看出塑件外形是圆弧形状加两端带孔弯臂，在弯臂的孔和柱形部分，只能采用侧向成型。侧向成型方法有多种形式：斜导柱、斜导槽和弯销驱动侧线成型滑块成型及斜滑块侧向成型等方法。本设计采用斜导柱侧

19、向成型，初步拟定采用两腔单分型面的模具结构形式。四、注射机型号的确定注射模是安装在注射机上使用的工艺装备，因此设计注射模应该详细了解注射机的技术规范，才能设计出符合要求的模具。注射机规格的确定主要是根据塑件的大小及型腔的数目和排列方式，在确定模具结构形式及初步估算外形尺寸的前提下，设计人员应该对模具所需的注射量、锁模力、注射压力、拉杆间距、最大和最小模厚、推出形式、推出位置、推出行程、开模距离等进行计算。根据这些参数，选择一台和模具匹配的注射机，倘若用户已经提供了注射机的型号和规格，设计人员必须对其进行校核，若不能满足要求，则必须自己调整或于用户取得商量调整。4.3浇注系统1、主流道的设计查资

20、料得XSZ60型注射机喷嘴有关尺寸为，喷嘴前端孔径为d1=3mm，主流道球面半径为R1=10mm，球面配合高度为35mm,取其平均值4，主流到锥角为26度，取3度，模具主流道球面半径为11mm及小端直径为4mm，经换算得主流道下端直径D=6mm。为了使溶料顺利进入分流道可在主流道出料端设半径为r=1mm的圆弧过渡。2、分流道的设计分流道的形状及尺寸应根据塑件的体积,壁厚,形状的复杂程度,注射速率,分流道长。3、浇口的设计根据塑件的成型要求及排列方式、形状，选用侧浇口较为理想浇口为狭小的矩形口。4.4成型零件的设计直接与塑料接触构成塑件形状的零件称为成型零件，其中构成塑件外形的成型零件成为凹模，

21、构成塑件内部形状的成型零件成为凸模（型芯）。由于凹、凸模件直接与高温、高压的塑料接触，并且脱模时反复与塑件摩擦，因此，要求凹、凸模件具有足够的强度、刚度、硬度、耐磨性、耐腐蚀性以及足够低的表面粗糙度，如果型腔侧壁和底板厚度过小，可能因强度不够而产生变形甚至破坏；也可能因刚度不足而产生翘曲变形，导致溢料飞边，降低塑件尺寸精度并影响脱模。1、凹模：塑件结构简单，故采用整体式凹模结构，如下图4-2：图4-22、凸模：主型芯同样采用整体式，如下图4-3：图4-34.5合模导向机构设计1、导柱采用经过渗碳淬火的20钢，做成锥台形。2、导套采用与导柱同样处理的材料，为通孔形以利于排气。3、导柱与导套的配合

22、如下图4-4：图4-44.6推出机构的设计考虑塑件是一模两腔，零件厚度又比较小，故采用推杆和推件板配合，不至于破坏零件。推出机构为机动推出，结构简单，设计在动模一边。如图4-5：图4-55模具闭合高度的确定根据设计与查标准模架所得模具的总厚为：定模板20mm,定模座板40mm，动模板20mm，动模座板25mm，推件板10mm，支承板15mm，垫块60mm, 6注塑机参数校核6.1最大注塑量校核注塑机的最大注塑量为应大于制品的质量或体积(包括流道及浇口凝料和飞边)，通常注塑机的实践注塑量最好在注塑机的最大注塑量的80%。 故：选用的注塑机最大注塑量应 注塑机的最大注塑量；;；;故0.8=481.

23、98+0.5所以满足要求。6.2注射压力的效核XSZ60的额定压力122MPa，根据所选用材料（PC）的注塑压力为80130，故符合要求。6.3开模行程与模厚的效核模具为单分型面注射模故：+510mm式中 推出距离 包括浇注系统在内的塑件高度注塑机最大开模行程mm=180S=35+40+10=85所选注射机的最小模厚为70mm 最大模厚200mm,模具总厚为190mm。即：故以上两项均符合要求6.4模具与注塑机安装部分相关尺寸校核模具闭合高度长宽尺寸要与注塑机模板尺寸和拉杆间距相适合：模具长宽拉杆面积模具的长宽为190mm200mm注塑机拉杆的间距190mm300mm，故满足要求。7模具总装图

24、如下图7-1结论毕业论文是本科学习阶段一次非常难得的理论与实际相结合的机会，通过这次比较完整的给插板系统设计，我摆脱了单纯的理论知识学习状态，和实际设计的结合锻炼了我的综合运用所学的专业基础知识，解决实际工程问题的能力，同时也提高我查阅文献资料、设计手册、设计规范以及电脑制图等其他专业能力水平，而且通过对整体的掌控，对局部的取舍，以及对细节的斟酌处理，都使我的能力得到了锻炼，经验得到了丰富，并且意志品质力，抗压能力及耐力也都得到了不同程度的提升。这是我们都希望看到的也正是我们进行毕业设计的目的所在。虽然毕业设计内容繁多，过程繁琐但我的收获却更加丰富。各种系统的适用条件，各种设备的选用标准，各种管道的安装方式，我都是随着设计的不断深